¿De dónde viene la presión del aire?

En cierto sentido sí. Déjame explicar un poco. Si tomáramos un recipiente sellado de gas y lo pusiéramos en el espacio libre, lejos de otros cuerpos, de modo que la fuerza gravitacional sobre la caja fuera despreciable, ¿estaría de acuerdo en que todavía habría algo de presión en el recipiente? Si asumimos que tenemos un gas ideal, entonces la presión simplemente viene dada por

Entonces, si la temperatura de nuestra caja no cambia, entonces no tenemos ningún cambio en la presión, está determinado por la cantidad de partículas que tenemos dentro de nuestra caja.

Entonces, si consideramos la Tierra, generalmente la densidad de partículas en el aire disminuye al aumentar la altitud. Esto se debe a la fuerza gravitatoria de la Tierra. Entonces, la densidad numérica es mayor cerca de la superficie de la Tierra y menor cuando el aire se vuelve más enrarecido en la altitud. Esto ignora el hecho de que la temperatura no es constante a diferentes alturas en la atmósfera.

Entonces, en cierto modo, la presión del aire que experimentamos a nivel del suelo se debe a la gravedad, pero la presión generalmente no es una función del potencial gravitatorio. La presión es solo una medida de la fuerza que las partículas de gas ejercen sobre el recipiente cuando chocan con las paredes. Entonces, como era de esperar, depende de la velocidad de las partículas (su temperatura) y la cantidad de partículas que tenemos rebotando en la pared en un momento dado.

En general, la presión del aire en la atmósfera de la Tierra es presión hidrostática, causada por el campo gravitacional de la Tierra. Si no hubiera gravedad, entonces no habría ninguna fuerza centrípeta y todas las moléculas de aire simplemente flotarían hacia el espacio. Esta es la razón por la que no hay atmósfera en la luna, porque no tiene suficiente gravedad para sostener una.

La presión del aire existe porque si colocamos algo en un gas, las moléculas/átomos que vuelan seguirán chocando contra él y, de esta manera, producirán una fuerza neta constante por unidad de área.

Como lo explica @Chris2807 en la fórmula ordenada$P=n k_{B} T$, esto es proporcional a la cantidad de partículas que hay (ya que esto es proporcional a la cantidad de "golpes" en un momento dado), y también a la temperatura (ya que la temperatura representa la energía promedio de estas partículas de gas moviéndose aleatoriamente).

La forma en que interviene la gravedad es que tiene un fuerte efecto sobre el equilibrio para$n$y$T$en función de la altitud. Como tira hacia abajo, obtenemos una concentración de partículas más cerca de la Tierra. Luego, por supuesto, esto se complica un poco por el debilitamiento de la gravedad a mayor altitud, pero eso es más un detalle. En cuanto a la temperatura, digamos que es muy complicado. Solo piensa en lo difícil que es predecir el clima.

La presión de un gas proviene del cambio colectivo promedio del momento cuando sus partículas rebotan entre sí y contra las paredes de cualquier cosa que lo encuentre. Lo que hace la gravedad es proporcionar una contrapresión, el peso del propio gas, que evita que se expanda libremente en el espacio. El peso del aire sobre la superficie de la Tierra promedia alrededor de 101,325 newtons por metro cuadrado, pero como no estamos acostumbrados a los newtons como unidad de "peso", eso es 10,33 toneladas métricas. Equivalente a unos 10 metros de profundidad de agua de mar. En la Luna, la gravedad es el 16,56% de la de la Tierra, por lo que la misma profundidad del agua de mar produce solo 1,711 toneladas de fuerza hacia abajo por metro cuadrado. Para pesar lo mismo, debe tener ~60 metros de profundidad.

Por cierto, la Luna tiene suficiente "gravedad" para retener una atmósfera durante miles de millones de años, si lo único que intentara eliminarla fuera la presión del aire. Sin embargo, el viento solar y los rayos X suaves del Sol conspiran para eliminar el gas más rápido. Por supuesto, incluso entonces, la presión solo disminuiría notablemente durante millones de años.